微衛星不穩定性結直腸癌的研究進展

原利芳，朱源志，姚海濤

（佳木斯大學，黑龍江 佳木斯）

0 引言

結直腸癌（CRC）是全球第三大癌癥，并且具有相對高的死亡率和發病率，近年來CRC的發病率仍在增加，其發病率方面排名第三，死亡率方面排名第二，估計2018年新發CRC病例超過180萬例，死亡人數為881,000例[1]。結直腸癌的發生常常是由內在的及外在的因素共同導致的。結直腸癌的發生有三種主要機制，最常見的是75%的CRC中的染色體不穩定性（CIN），其次是20%的CRC中DNA甲基化的表觀遺傳修飾，也稱為CpG島甲基化子表型（CIMP），第三種是微衛星不穩定性（MSI） DNA錯配修復系統（MMR）的缺失，大約發生在15%的CRC中[2]。

1 結直腸癌分類

散發性CRC：在CRC中大約75%的病例為散發性的，但其并沒有顯示出具有遺傳疾病的明顯特征。然而，這一機制尚不清楚，因為即使在沒有特定突變的情況下，遺傳因素似乎也會影響癌癥發生。散發性CRC在老年人中很常見，這可能是由于環境因素，飲食和衰老導致[3]。MSI-H散發性CRC最常見（70%～95%）是由體細胞的MLH1基因啟動子高甲基化改變引起的[4]。高達70%的CRC患者的MSI是由BRAF突變并且MLH1的甲基化的CIMP造成的[5]。

遺傳型CRC：遺傳型CRC又分為五種亞型，即家族性腺瘤性息肉?。‵AP），MUTYH相關息肉?。∕AP），Peutz-Jeghers綜合征（PJS），鋸齒狀息肉綜合征（SPS），Lynch綜合征（LS），其中Lynch綜合征（LS）也被稱為遺傳性非息肉性結直腸癌，是最常見的遺傳性結直腸癌綜合征，是一種常染色體顯性疾病，由幾種DNA錯配修復（MMR）基因之一的種系突變引起，包括染色體2p16上的MSH2，染色體3p21上的MLH1，染色體2p16上的MSH6和染色體7p22上的PSM2。85%～90%的LS是MLH1和MSH2突變，剩余的10%～15%的家族中存在MSH6的突變，少數存在PMS2的突變[6]。由Lynch綜合征引發的結直腸癌占全部CRC的2%～4%，發病年齡較散發性CRC患者要早。在大約90%的LS相關CRC中觀察到高水平的微衛星不穩定性[7]。

微衛星不穩定：分子機制，微衛星，也稱為短串聯重復序列（STR）是小的（1～6個堿基對）重復散布在整個基因組中的DNA片段并且占人類基因組的約3%。由于它們是小片段的重復結構，所以很容易出現突變。DNA錯配修復系統的缺陷，是微衛星不穩定性（MSI）的一種分子表型。MMR系統主要由MLH1、MSH2、MSH6和PMS2四種蛋白質組成。這些蛋白質的作用是識別并糾正復制過程中由DNA聚合酶引起的DNA錯配，尤其發生在微衛星中的錯配。這些蛋白通過MLH1和PMS2以及MSH2和MSH6兩種形式相互作用，分別形成MutLα和MutSa復合物。MutSa識別單堿基對錯配，在DNA周圍產生滑動鉗，然后結合第二個復合物MutLα[8]。這種組合與許多酶相互作用，以切除單個錯配并重新合成DNA鏈。四種蛋白質之一的功能喪失會導致MMR系統失活，從而導致復制保真度喪失和突變積累。這種突變導致了dMMR/MSI相關癌癥的發生，包括dMMR/MSI CRC。

2 檢測方法

用免疫組織化學（IHC）染色來分析MMR蛋白表達，這是檢測MSI狀態最常用方法之一。主要是檢測MMR系統中的MLH1、MSH2、PMS2和MSH6這四種蛋白，該蛋白質功能是通過異二聚體實現的，其中MLH1為PMS2伴侶，MSH2為MSH6伴侶。MMR蛋白是以單體的形式發生降解而失去功能。因此，一種MMR蛋白的喪失通常伴隨著其伴侶的喪失。例如，MLH1或MSH2蛋白的丟失將分別以單體形式留下PMS2和MSH6，并且它們將迅速降解。因此，MLH1表達的缺失意味著PMS2的缺失，同樣MSH2表達的缺失也意味MSH6的缺失。但是，相反的情況是不正確的，因為單體形式的MLH1和MSH2蛋白可以與MMR系統的其他蛋白（即MSH3）相互作用，從而避免降解[9]。

用聚合酶鏈式反應（PCR）方法來進行MSI分析，該檢測方法的原理是測量腫瘤細胞中不同長度的特定微衛星標記與正常細胞中的DNA進行比較。美國國家癌癥研究所推薦了一種用于MSI檢測的診斷標準，使用了其中兩種名為BAT-25和BAT-26的單核苷酸標記，以及三種名為D2S123、D5S346和D17S250的二核苷酸標記。當腫瘤細胞中五個標記中的至少兩個標記與正常細胞相比其大小有變化時，定義MSI-H。如果僅一種標記物在腫瘤細胞中發生改變，則定義為MSI-L。如果腫瘤細胞的DNA標記物中一個都沒有變化，則為MSS[10]。

兩種檢測方法的比較：用PCR法和IHC法來檢測MSI狀態，其一致性＞92%。用PCR方法檢測MSI狀態能夠很好的研究MMR系統功能障礙，并且不限于蛋白質表達。與IHC技術相比，用PCR檢測時需要時間更長且成本略高，并且無法顯示MSI是由哪個MMR基因缺陷造成的。用IHC檢測MMR蛋白更容易且更經濟。但是存在IMR丟失時MMR蛋白（PMS2和PMS1、MSH6和MSH3）的功能沉默，MMR蛋白表達丟失，缺保持了MMR系統的部分活性，使MSS狀態得以保留[11]。

3 微衛星不穩定與結直腸癌

MSI結直腸癌預后，CRC腫瘤按照MSI分析，可以分為MSI-H，MSI-L和MSS三種類型腫瘤。與其他兩個相比，MSI-H CRC腫瘤顯示出最好的預后和更好的存活率。一項納入32項研究的7642例CRC患者的Meta分析結果顯示，與MSS患者比較，MSI-H患者（n=1277）死亡風險比（Hazard Ratio, HR）為0.65（95% CI:0.59～0.71），死風險降低35%[12]。同時一項納入了1250例CRC患者的研究發現，MSI-H的CRC患者發生淋巴結和遠處轉移風險較低，Ⅰ/Ⅱ期CRC患者的無病生存期較長，但MSI-H的Ⅲ期CRC患者的預后較差，腫瘤的侵襲性更強，特別是淋巴血管和會陰的侵襲率更高[13]。

4 MSI結直腸癌的治療

一項Meta分析顯示，具有dMMR/MSI-H表型Ⅱ/Ⅲ期CRC患者不能從5-FU單藥化療獲益，且Ⅱ期dMMR/MSI-H患者接受5-FU單藥輔助化療生存期反而縮短[14]。最近一項針對433例MMR缺乏的CRC患者的回顧性研究表明，與單獨使用氟嘧啶相比，使用佐劑可以獲得更長久的無病存活期，這可能是奧沙利鉑化療作用結果[15]。此外，與MSSCRC患者相比，MSI-HCRC患者對拓撲異構酶抑制劑伊立替康更敏感，療效更好。2016年，歐洲臨床腫瘤協會（European Society of Medical Oncology, ESMO）轉移性結直腸癌共識指南已提出，MSI狀態檢測對轉移性CRC患者免疫檢查點抑制劑治療具有很好的價值[16]，特別是MSI-H的晚期的CRC患者使用免疫檢查點抑制劑治療療效甚佳。有研究顯示PD-1和PD-L1等一些免疫檢查點在MSI-H的CRC中呈現高表達量，高表達的PD-1和PD-L1會干擾人體的抗腫瘤T細胞的應答，從而造成腫瘤細胞的免疫逃逸，逃脫了T細胞的殺傷作用。使用免疫抑制劑的話可以使PD-1以及PD-L1無法正常表達，從而使T細胞能夠正常的攻擊和殺死腫瘤細胞，盡量保持完善的免疫功能[17]。

盡管MSI狀態CRC患者在治療中作用的研究尚存在一些爭議，但是MSI狀態的檢測仍被用作CRC患者可接受的預后和診斷標志物，特別是在轉移性的CRC患者的免疫治療方面，因此，MSI狀態的檢測對于CRC患者的個體化精準化治療有很大的臨床意義。